简谐运动精选PPT.ppt

《简谐运动精选PPT.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《简谐运动精选PPT.ppt（28页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、关于简谐运动第1页，讲稿共28张，创作于星期二复习回顾复习回顾高中阶段我们学过的高中阶段我们学过的运动形式运动形式有哪些有哪些?提示：按运动轨迹分类提示：按运动轨迹分类直线运动直线运动曲线运动曲线运动匀速直线运动匀速直线运动变速直线运动变速直线运动匀变速直线运动匀变速直线运动变加速直线运动变加速直线运动抛体运动抛体运动圆周运动圆周运动平抛运动平抛运动斜抛运动斜抛运动匀速圆周运动匀速圆周运动变速圆周运动变速圆周运动第2页，讲稿共28张，创作于星期二机械振动是生活中常见的运动形式机械振动是生活中常见的运动形式第3页，讲稿共28张，创作于星期二一、机械振动一、机械振动 1 1、定义：、定义：物体（或

2、物体的一部分）在某一中心位置两侧物体（或物体的一部分）在某一中心位置两侧所做的往复运动，就叫做所做的往复运动，就叫做机械振动（振动）机械振动（振动）2.特点特点:(1)平衡位置平衡位置(2)往复运动往复运动3、产生振动有两个必要条件：、产生振动有两个必要条件：（1 1）每当物体离开平衡位置就会受到）每当物体离开平衡位置就会受到回复力回复力的作用。的作用。（2 2）阻力足够小。）阻力足够小。第4页，讲稿共28张，创作于星期二二、简谐运动二、简谐运动第5页，讲稿共28张，创作于星期二 条件条件(理想化理想化)：小球看成质点小球看成质点 忽略弹簧质量忽略弹簧质量 忽略摩擦力忽略摩擦力 小球从平衡位置

3、拉开的位移在弹小球从平衡位置拉开的位移在弹性限度内。性限度内。思考：思考：振子的运动是怎样一种运动呢？振子的运动是怎样一种运动呢？1.弹簧振子弹簧振子定义定义:小球和弹簧所组成的系统小球和弹簧所组成的系统.理想化模型理想化模型弹簧弹簧+小球小球第6页，讲稿共28张，创作于星期二2.回复力回复力 振子在振动过程中，所受重力与支持力平衡，振子在离开平衡位振子在振动过程中，所受重力与支持力平衡，振子在离开平衡位置置 O O 点后，只受到弹簧的弹力作用，这个力的方向跟振子离开平衡位置点后，只受到弹簧的弹力作用，这个力的方向跟振子离开平衡位置的的位移方向相反位移方向相反，总是，总是指向平衡位置指向平衡位

4、置，所以称为，所以称为回复力回复力。回复力：回复力：回复力：回复力：使振动物体返回平衡位置的力。使振动物体返回平衡位置的力。使振动物体返回平衡位置的力。使振动物体返回平衡位置的力。特点：特点：特点：特点：方向：方向：方向：方向：总指向平衡位置总指向平衡位置总指向平衡位置总指向平衡位置 回复力是按回复力是按回复力是按回复力是按效果命名的力效果命名的力效果命名的力效果命名的力，回复力可以是物体受到的，回复力可以是物体受到的，回复力可以是物体受到的，回复力可以是物体受到的一个力一个力一个力一个力,也可也可也可也可以是物体所受某一个力的以是物体所受某一个力的以是物体所受某一个力的以是物体所受某一个力的

5、分力分力分力分力,还可以是物体受到的还可以是物体受到的还可以是物体受到的还可以是物体受到的合外力合外力合外力合外力平衡位置平衡位置:平衡位置是指回复力为零的位置，但并不一定是合外力为平衡位置是指回复力为零的位置，但并不一定是合外力为平衡位置是指回复力为零的位置，但并不一定是合外力为平衡位置是指回复力为零的位置，但并不一定是合外力为零的位置（单摆）零的位置（单摆）零的位置（单摆）零的位置（单摆）第7页，讲稿共28张，创作于星期二3.知识回顾：胡克定律知识回顾：胡克定律 在弹簧发生弹性形变时，弹簧振子的回复力在弹簧发生弹性形变时，弹簧振子的回复力F F与振子偏离平衡位置的位移与振子偏离平衡位置的位

6、移x x大小成正比，且方大小成正比，且方向总是向总是相反相反，即：，即：这个关系在物理学中叫做这个关系在物理学中叫做胡克定律胡克定律 式中式中k k是弹簧的劲度系数。是弹簧的劲度系数。负号负号表示回复力的方向表示回复力的方向跟振子离开平衡位置的位移方向相反。跟振子离开平衡位置的位移方向相反。第8页，讲稿共28张，创作于星期二 定义定义:物体所受的力与它偏离平衡位置的物体所受的力与它偏离平衡位置的位移大小成正比位移大小成正比，并且总并且总指向平衡位置指向平衡位置，则物体所做的运动叫做，则物体所做的运动叫做简谐运动简谐运动。说明说明:判断是否作简谐振动的依据是判断是否作简谐振动的依据是4.简谐运动

7、：简谐运动：K-比例系数x-位移：由平衡位置指向振动质点所在位置的有向线段，由平衡位置指向振动质点所在位置的有向线段，由平衡位置指向振动质点所在位置的有向线段，由平衡位置指向振动质点所在位置的有向线段，是矢量是矢量是矢量是矢量“”表示回复力与位移的方向相反表示回复力与位移的方向相反第9页，讲稿共28张，创作于星期二5.简谐运动的特点简谐运动的特点：1 1、简谐振动是最简单、最基本的运动，简谐振动是、简谐振动是最简单、最基本的运动，简谐振动是理想化理想化的振动。的振动。2 2、回复力与位移成正比而方向相反，总是指向平衡位置。、回复力与位移成正比而方向相反，总是指向平衡位置。3 3、简简谐谐运运动

8、动是是一一种种理理想想化化的的运运动动，振振动动过过程程中中无无阻阻力力，所所以以振振动动系系统统机械能守恒机械能守恒。4 4、简谐运动是一种、简谐运动是一种非匀变速运动非匀变速运动。5 5、位移随时间变化关系图是、位移随时间变化关系图是正弦或余弦曲线正弦或余弦曲线.例、试判断下列机械振动是否是简谐运动判断机械振动是否是简谐运动的方法：判断机械振动是否是简谐运动的方法：（1 1）找振动物体的平衡位置）找振动物体的平衡位置（2 2）列出物体的位移为）列出物体的位移为X X时回复力的表达式时回复力的表达式（3 3）判断回复力是否满足）判断回复力是否满足F=-F=-kxkx；光滑斜面第10页，讲稿共

9、28张，创作于星期二6.简谐运动的实例简谐运动的实例第11页，讲稿共28张，创作于星期二简谐运动是最简单、最基本的振动。简谐运动是最简单、最基本的振动。第12页，讲稿共28张，创作于星期二（1 1）位移）位移：振动中的位移：振动中的位移x x都是以都是以平衡位置平衡位置为起点的，因此，方向就是从平为起点的，因此，方向就是从平衡位置指向末位置的方向，大小就是这两位置间的距离，两个衡位置指向末位置的方向，大小就是这两位置间的距离，两个“端点端点”位移最位移最大，在平衡位置位移为零。大，在平衡位置位移为零。（2）回复力：）回复力：指向平衡位置，与位移方向相反，平衡位置为零，两端点最大。指向平衡位置，

10、与位移方向相反，平衡位置为零，两端点最大。（3）回复加速度：）回复加速度：复习：复习：xx振子的振动是变加速运动振子的振动是变加速运动第13页，讲稿共28张，创作于星期二（4 4）.简谐运动的三个特征简谐运动的三个特征：（1 1）简谐运动物体的受力特征：）简谐运动物体的受力特征：F=-F=-kxkx；（2 2）简谐运动的能量特征：机械能守恒；）简谐运动的能量特征：机械能守恒；（3 3）简谐运动的运动特征：变加速运动。）简谐运动的运动特征：变加速运动。第14页，讲稿共28张，创作于星期二三、描述简谐运动特征的物理量三、描述简谐运动特征的物理量 1 1、全振动：全振动：振动物体往返一次（以后完全重

11、复原来振动物体往返一次（以后完全重复原来的运动）的运动，叫做一次全振动。的运动）的运动，叫做一次全振动。2 2、振幅（振幅（A A）：）：振动物体离开平衡位置的最大距离，振动物体离开平衡位置的最大距离，叫做振幅，用叫做振幅，用A A表示，单位为长度单位单位，在国际单表示，单位为长度单位单位，在国际单位制中为米（位制中为米（m m），振幅是描述振动强弱的物理量，振幅是描述振动强弱的物理量，振幅大表示振动强，振幅小表示振动弱。振幅大表示振动强，振幅小表示振动弱。振幅的大小反振幅的大小反映了振动系统能量的大小。映了振动系统能量的大小。第15页，讲稿共28张，创作于星期二3 3、周期：周期：做简谐运动

12、的物体完成一次全振动所做简谐运动的物体完成一次全振动所需要的时间，叫做振动的周期用需要的时间，叫做振动的周期用T T表示，单位为时表示，单位为时间单位，在国际单位制中为秒（间单位，在国际单位制中为秒（s s）。）。4 4、频率：频率：单位时间内完成全振动的次数，叫做单位时间内完成全振动的次数，叫做振动的频率。用振动的频率。用f f表示，在国际单位制中，频率的表示，在国际单位制中，频率的单位是赫兹（单位是赫兹（HzHz），），振动周期是描述振动快慢的物理量，周期越长表振动周期是描述振动快慢的物理量，周期越长表示振动越慢，周期越小表示振动越快。示振动越慢，周期越小表示振动越快。频率是表示振动快慢的

13、物理量，频率越大表示振频率是表示振动快慢的物理量，频率越大表示振动越快，频率越小表示振动越慢。动越快，频率越小表示振动越慢。第16页，讲稿共28张，创作于星期二思考题：思考题：1、振幅就是最大位移吗？、振幅就是最大位移吗？振幅是一个标量，指物体偏离平衡位置的最大距离。它没有负振幅是一个标量，指物体偏离平衡位置的最大距离。它没有负值，也无方向，所以振幅值，也无方向，所以振幅不同于最大位移不同于最大位移。2、频率越大，振幅就越大吗？、频率越大，振幅就越大吗？在简谐运动中，在简谐运动中，振幅跟频率或周期无关振幅跟频率或周期无关。在一个稳定的振动中，。在一个稳定的振动中，物体的振幅是不变的。物体的振幅

14、是不变的。3、一次全振动通过的路程是几个振幅？、一次全振动通过的路程是几个振幅？半个周期内通过几个振幅？半个周期内通过几个振幅？四分之一周期内通过几个振幅？四分之一周期内通过几个振幅？振动物体在一个全振动过程中通过的振动物体在一个全振动过程中通过的路程等于路程等于4 4个振幅个振幅，在半个周期，在半个周期内通过的路程等于两个振幅，但在四分之一周期内通过的路程内通过的路程等于两个振幅，但在四分之一周期内通过的路程不一定等于一个振幅，与振动的起始时刻有关。不一定等于一个振幅，与振动的起始时刻有关。1T1T通过路程通过路程S=4A,1/2TS=4A,1/2T路程路程S=2AS=2A第17页，讲稿共2

15、8张，创作于星期二4、振幅越大，能量越大吗？、振幅越大，能量越大吗？振幅与振动的能量有关，振幅越大，能量越大。振幅与振动的能量有关，振幅越大，能量越大。5、振动频率与哪些因素有关？、振动频率与哪些因素有关？物体的振动周期与频率，由振动系统物体的振动周期与频率，由振动系统本身的性质本身的性质决定，决定，与振幅无关，所以其振动周期称为与振幅无关，所以其振动周期称为固有周期固有周期。振动频。振动频率称为率称为固有频率固有频率。第18页，讲稿共28张，创作于星期二1：下列运动中属于机械振动的有（）A、树枝在风的作用下的运动B、竖直向上抛出的物体的运动C、说话时声带的振动D、爆炸声引起的窗扇的运动 AC

16、D课堂练习：课堂练习：第19页，讲稿共28张，创作于星期二2 2做简谐振动的弹簧振子受到的回复力与位移的关做简谐振动的弹簧振子受到的回复力与位移的关系可用图中哪个图正确表示出来？（系可用图中哪个图正确表示出来？（）C第20页，讲稿共28张，创作于星期二3 3如图所示，轻质弹簧下端挂重为如图所示，轻质弹簧下端挂重为30N30N的物体的物体A A，弹簧，弹簧伸长了伸长了3cm3cm，再挂重为，再挂重为20N20N的物体的物体B B时又伸长时又伸长2cm2cm，若将，若将连接连接A A和和B B的连线剪断，使的连线剪断，使A A在竖直面内振动时，下面结论在竖直面内振动时，下面结论正确的是正确的是（）

17、A A振幅是振幅是2cm 2cm B B振幅是振幅是3cm3cmC C最大回复力是最大回复力是30N 30N D D最大回复力是最大回复力是20N20N AD课后作业：试证明课后作业：试证明A在竖直方向的振动就是简谐振动。在竖直方向的振动就是简谐振动。第21页，讲稿共28张，创作于星期二四、简谐运动中位移、加速度、速度、动能、势四、简谐运动中位移、加速度、速度、动能、势能的变化规律能的变化规律 第22页，讲稿共28张，创作于星期二物理量物理量 变化过程变化过程B O O BB OO B 位移（位移（X）方向方向大小大小回复力（回复力（F）加速度（加速度（a）方向方向大小大小速度（速度（V）方向

18、方向大小大小动能大小动能大小势能大小势能大小向右向右减小减小向左向左减小减小向左向左增大增大增大增大减小减小向左向左增大增大向右向右增大增大向左向左减小减小减小减小增大增大向左向左减小减小向右向右减小减小向右向右增大增大增大增大减小减小向右向右增大增大向左向左增大增大向右向右减小减小减小减小增大增大OBB思考：BOB”三个点的特征？第23页，讲稿共28张，创作于星期二 2.2.对称性：对称性：振子经过关于平衡位置对称的两位置时，加速度等大反向；速度振子经过关于平衡位置对称的两位置时，加速度等大反向；速度大小相等，方向可能相同也可能相反。大小相等，方向可能相同也可能相反。无论从平衡位置到对称点，

19、还是从对称点到平衡位置，所用时间无论从平衡位置到对称点，还是从对称点到平衡位置，所用时间相等。相等。如：振子由如：振子由P P到到O O所用时间等于所用时间等于O O到到PP所用时间，即所用时间，即t tPOPOt tOPOP.振子往复过程中通过同一段路程振子往复过程中通过同一段路程(如如OPOP段段)所用时间相等，即所用时间相等，即t tOPOPt tPOPO.A-A第24页，讲稿共28张，创作于星期二4 4、图所示为一弹簧振子，、图所示为一弹簧振子，O O为平衡位置，设向右为正为平衡位置，设向右为正方向，振子在方向，振子在B B、C C之间振动时（之间振动时（）A AB B至至O O位移为

20、负、速度为正位移为负、速度为正B BO O至至C C位移为正、加速度为负位移为正、加速度为负C CC C至至O O位移为负、加速度为正位移为负、加速度为正D DO O至至B B位移为负、速度为负位移为负、速度为负OCBC第25页，讲稿共28张，创作于星期二5 5如图所示的弹簧振子，振球在光滑杆上做简谐振动，往返于如图所示的弹簧振子，振球在光滑杆上做简谐振动，往返于BOC BOC 之间，之间，O O是平衡位置，是平衡位置，D D是是OCOC的中点则：（的中点则：（）A.A.小球由小球由O O向向C C运动的过程中，加速度越来越大，速度越来越运动的过程中，加速度越来越大，速度越来越大大B.B.小球

21、由小球由C C到到O O运动的过程中，加速度越来越小，速度越来越大运动的过程中，加速度越来越小，速度越来越大C.C.小球由小球由O O到到B B运动的过程中，要克服弹力做功运动的过程中，要克服弹力做功D.D.小球由小球由D D点运动到点运动到C C再返回再返回D D，所用的时间是，所用的时间是1/41/4周期周期BC第26页，讲稿共28张，创作于星期二6 6、一个弹簧振子的振动周期是、一个弹簧振子的振动周期是0.25s0.25s，当振子从平衡位置开始向，当振子从平衡位置开始向右运动，经过右运动，经过1.7s1.7s时，振子的运动情况是时，振子的运动情况是（）A.A.正在向右做减速运动；正在向右做减速运动；B.B.正在向右做加速运动；正在向右做加速运动；C.C.正在向左做减速运动；正在向左做减速运动；D.D.正在向左做加速运动；正在向左做加速运动；B B远离平衡位置速度减小，靠近平衡位置，速度增大。第27页，讲稿共28张，创作于星期二感感谢谢大大家家观观看看第28页，讲稿共28张，创作于星期二